第2章数据通信技术基础.ppt

第二章 数据通信技术基础 本章基本内容： 2.1 数据通信的基本概念 2.2 数据的表示方式（编码技术） 2.3 基带传输和频带传输 2.4 数据通信方式 2.5 数据交换技术 2.6 传输介质 2.7 信道共享 2.8 差错控制技术 2.1 数据通信的基本概念 通信： 通过各种介质将信息从一个地点、一个人或一台设备传送到另一个地点、另一个人或设备的过程。典型的通信系统如图所示。发送的一方称为信源，接收的一方称为信宿。 信息： 通信的目的是交换信息，信息的表达形式可以是数字、文字、语音、图象、图形等。广义地说，信息就是消息所包含的内容和解释。 数据： 是传递信息的载体，是事物的表示形式，可以是描述事物的数字、字母、符号及其组合。 连续变化的数据称为模拟数据，具有离散值的数据称为数字数据。二进制代码是计算机中最常见的数字数据。 信号： 是数据在传输过程中的表示形式。 根据传输介质的不同，信号具有声、光、电等多种表现形式。 如果信号是连续变化的，称为模拟信号；如果信号不是连续变化的，称为数字信号。 信号（模拟信号，数字信号）一般说来，模拟数据和数字数据都可以转换为模拟信号或数字信号。因此我们有以下四种情况： （1）模拟数据、模拟信号。 （2）模拟数据、数字信号。 （3）数字数据、模拟信号。 （4）数字数据、数字信号。 2.2 数据的编码技术 信源编码 在数据通信系统的端设备中将原始的信息转换成用代码表示的数据的过程。 信号编码(本课程讨论对象) 又叫做信道编码，是将数据的信源编码形式（或原始存在的数字形式）变换到某一种适合于信道传输的信号形式的过程。 2.2.1数据的模拟编码方法 典型的模拟通信信道是公用电话通信信道，可以通过调制和解调（频带传输）传送数字信号。 1.振幅键控ASK(amplitude-shift keying) 2.移频键控FSK（Frequency—Shift Keying） 3.移相键控PSK（Phase—Shift Keying）-----绝对移相键控 3.移相键控PSK（Phase—Shift Keying）-----相对移相键控 数据0，载波信号相位不变化； 数据1，载波信号相位偏移π。 数字数据的模拟编码波形总结 多相移相键控 0011010010为例，数据每2位为一组，四种状态： u(t)= Umsin（ωt+3π/2 ） 二进制数字“11” Umsin(ωt+π) 二进制数字“10” Umsin（ωt+π/2） 二进制数字“01” Umsin(ωt) 二进制数字“00” 2.2.2 数据的数字编码 单极性编码: 用0电平表示二进制“0”， 用正电平表示二进制“1” ，也可反之。 2.2.2数字数据的数字编码 1)非归零编码NRZ-L: 用负电平表示二进制“1”， 用正电平表 示二进制“0” 2）信号交替反转码（AMI）和伪三元码 两种编码都是双极码，即用三个电平表示二进制的数据。 3 )曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 几种数字编码 2.3 数据通信方式 网络通信系统设计中几个基本问题： 数据传输类型 模拟通信 数字通信 数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信 同步方式 同步通信 异步通信 2.3.1串行通信与并行通信 2.3.2 异步传输和同步传输 在串行通信中，发送方和接收方步调不一致很容易导致“漂移”现象，从而使数据传输出现差错。异步传输和同步传输是两种常见的同步方式。 1）异步传输 ：以字符为单位发送。在每个字符前加一个起始位，用于指明字符的开始，每个字符代码后附加有1、1.5或2个结束位，指明字符的结束。 在一个字符的传输过程中，收发双方基本保持同步，所谓异步只是指字符间间隔的不确定性。 优点：每次传送一个字符，每次都进行同步关系的校正，不会造成误差累积。对时钟要求不高，实现简单。 缺点：每个字符都要有一定附加位，增加了网络开销，影响了线路效率。 异步传输和同步传输 2）同步传输 数据传输的单位是帧，帧由多个字符组成,字符间没有间隙,字符前后也没有起始位和停止位。 位同步 每一位都要求同步，对应的传输叫做位同步传输，包括外同步和自同步。 2.3.3单工、半双工与全双工通信